JP6164068B2 - 車両の電装品配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の電装品配置構造に関するものである。

最近の車両では、バッテリ以外に、発電機により発電された電力を蓄電しておく蓄電装置を別途装備するものが多くなっており、この蓄電装置をキャパシタとしたものが既に実用化されている。蓄電装置はバッテリに比して高電圧とされるのが一般的であり、このため、発電機および蓄電装置からの電力が、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ等の電力変換装置を介してバッテリや電気機器類へ供給されるようになっている。

上述した発電機、蓄電装置およびバッテリは、エンジンルーム内に配設されるのが一般的である。この一方、電力変換装置は、熱害を避けるべく、高温となりやすいエンジンルーム内ではなく、車室内（例えば前席の下方空間）に配設するのが一般的となっている（特許文献１参照）。

特開２０１３−１０７５１３号公報

特許文献１に記載のように電力変換装置を車室内に配設した場合、蓄電装置やバッテリとの接続のための配線が極めて長くなってしまうことになり、このことは、コストアップは勿論のこと、電力損失という点で問題となる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、電力変換装置の熱害を防止しつつ、蓄電装置やバッテリとの配線を短くすることができるようにした車両の電装品配置構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
ダッシュパネルによって車室と仕切られたエンジンルーム内に、エンジンと、該エンジンにより駆動される発電機と、該発電機により発電された電力を蓄電する蓄電装置と、該蓄電装置からの電力を変換する電力変換装置と、該電力変換装置を介して前記発電機または前記蓄電装置の少なくとも一方から電力が供給されるバッテリと、が配設され、
前記電力変換装置が、前記バッテリのうち前記エンジンとは車幅方向反対側となる側面に沿って配設され、
前記電力変換装置付近で該電力変換装置の車幅方向外側に、サスペンションタワー部と該サスペンションタワー部の前方においてヒューズボックスとが配設されている、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、高温をきらう電力変換装置を、バッテリの側面のうち、バッテリを挟んで熱源となるエンジンとは車幅方向反対側の側面に沿って配設することにより、電力変換装置をエンジンからの高温を避けた配設位置として、その熱害を防止することができる。とりわけ、バッテリそのものも、エンジンルームのうち相対的に高温となりにくい部位に配設されることから、バッテリを挟んでエンジンとは車幅方向反対側に電力変換装置を配設することにより、電力変換装置の熱害防止の上で極めて好ましいものとなる。また、電力変換装置を、エンジンルーム内に配設することにより、電力変換装置に関連した配線を短くすることができる。特に、バッテリと電力変換装置とが近い位置にあるため、その配線を短くする上で極めて好ましいものとなる。

また、前記電力変換装置付近で該電力変換装置の車幅方向外側に、サスペンションタワー部と該サスペンションタワー部の前方においてヒューズボックスとが配設されていることから、この場合、電力変換装置を、サスペンションタワー部の近くというように、エンジンから遠く離れた部位に配設して、その熱害防止の上でさらに好ましいものとなる。また、電力変換装置をヒューズボックスの近くに配設して、配線の短縮化の上でさらに好ましいものとなる。以上に加えて、サスペンションタワー部の前方のヒューズボックスが、一種のディフューザの機能を果たして、電力変換装置の側面を通過する走行風の流速を上昇させて、電力変換装置の冷却の上でより好ましいものとなる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記サスペンションタワー部は、その水平方向の断面形状が車幅方向内方側に向けて凸となるように略半円弧状とされており、
前記電力変換装置は、前記サスペンションタワー部のうち車幅方向内方側に向けてもっとも突出した頂部よりも前方に配設されている、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、電力変換装置を、サスペンションタワー部の頂部に対して車幅方向に重ならないようにして、電力変換装置を極力車幅方向外側に位置させた配置とすることができる。また、サスペンションタワー部の前壁部分に向かう走行風で電力変換装置を冷却させる上でも好ましいものとなる。

前記蓄電装置、前記バッテリおよび前記電力変換装置は、平面視において、前後方向に伸びる左右一対のフロントフレームのうち一方のフロントフレームの近くに配設され、
前記蓄電装置は、前記一方のフロントフレームの車幅方向外側に配設され、
前記電力変換装置は、前記蓄電装置の後方に配設されると共に、正面視で前記蓄電装置と重ならないように該蓄電装置よりも車幅方向内側に配設されている、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、エンジンルーム内に導入された直後の十分に冷たい走行風によって蓄電装置を冷却しつつ、走行風が蓄電装置に邪魔されることなく電力変換装置へと流れるようにして、走行風による電力変換装置の冷却上好ましいものとなる。

本発明によれば、電力変換装置の熱害を防止しつつ、電力変換装置に関連した配線を短くすることができる。

本発明が適用された車両のエンジンルーム内の電装品配設状況を示す平面図。 図１に示すエンジンルーム内の電装品配設状況を示す一部断面正面図。 サスペンションタワー部を断面して示す要部平面図。 電装品の接続例を示す図。

図１において、１は、車幅方向および上下方向に伸びるダッシュパネルであり、このダッシュパネル１により、後方の車室２と前方のエンジンルーム３とが仕切られている。４は、車室床面を構成するフロアパネル、５はフロアパネルの下面に接合されて前後方向に伸びるフロアフレームである。エンジンルーム３内には、前後方向に伸びる左右一対のフロントフレーム１０が配設され、フロントフレーム１０の後端部は、フロアフレーム５に連結されている。

左右一対のフロントフレーム１０の前端部には、クラッシュカン１１を介して、車幅方向に伸びるバンパレイン１２が連結されている。また、フロントフレーム１０には、ホイールエプロン１３の下端部が接合され（図２参照）、このホイールエプロン１３には、フロントフレーム１０の車幅方向外方側においてサスペンションタワー部１４が形成されている。

エンジンルーム３内には、エンジン２０、発電機としてのオルタネータ２１、蓄電装置としてのキャパシタ２２、バッテリ２３、電力変換装置としてのＤＣ／ＤＣコンバータ２４、およびヒューズボックス１７が配設されている。

図４には、オルタネータ２１、キャパシタ２２、バッテリ２３、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の電気的接続関係例が示される。図５中、５０は、エアコン装置、オーディオ装置、各種照明装置等の電気負荷である。バッテリ２３は低電圧用（例えば１２ｖ）とされ、キャパシタ２２は高電圧用（例えば２４ｖ）とされている。オルタネータ２１で発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して、バッテリ２３（への充電用）あるいは電気負荷４０に供給される。減速時の回生エネルギが、オルタネータ２１の発電電力としてキャパシタ２２に蓄電される。キャパシタ２２で蓄電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して降圧された状態で、電気負荷５０に供給されるようにしてあるが、バッテリ２３への充電用とすることもできる。

図１において、エンジン２０は、横置きとされて、左右一対のサスペンションタワー部１４よりも前方に配設されている。エンジン２０は、エンジンルーム３の車幅方向中心位置よりも右側にオフセットして配設されて、エンジン２０の左側には図示を略す変速機が連結される。なお、実施形態では、エンジン２０は、ガソリンエンジンで代表される往復動型の火花着火式エンジンとされているが、エンジンの形式は特に問わないものである。

エンジン２０の直前方に、オルタネータ２１が配設されている。オルタネータ２１も車幅方向右側にオフセットして配設されて、右側のフロントフレーム１０近傍に位置されている。

キャパシタ２２は、左側のフロントフレーム２０の前端部に取付けられ、フロントフレーム２０よりも車幅方向外方側に位置されている。このキャパシタ２２は、平面視において、オルタネータ２１と車幅方向略同一線上に位置するように配設されている。なお、キャパシタ２２は、上下方向に細長い形状とされている。

左側のフロントフレーム１０には、バッテリトレイ２５が取付けられている。すなわち、バッテリトレイ２５は、図２に示すように、フロントフレーム１０に固定されたブラケット２６を介して、フロントフレーム１０に固定されている。そして、バッテリトレイ２５に、バッテリ２３が載置、固定されている。なお、バッテリトレイ２５は、全体的に、左側のフロントフレーム１０よりも車幅方向内側に位置されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、車幅方向に薄くされた全体的に略方形とされて、バッテリ２３の車幅方向外側の側面に沿ってバッテリ２３と隣接して配設されている。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、バッテリ２３の左右側面のうち、バッテリ２３を挟んでエンジン２０とは車幅方向反対側となる左側面に沿うように配設されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の大きさは、側面視においてバッテリ２３とほぼ重なるように小さく形成されて、バッテリ２３の車幅方向延長面積内に収まる大きさとされている。そして、バッテリ２３が左側のフロントフレーム１０よりも車幅方向内方側に位置されていることから、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、左側のフロントフレーム１０のほぼ真上に位置するように配設されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の左側面には、冷却フィン２４ａが形成されている。冷却フィン２４ａは、簡略的に示されているが、それぞれ上下方向に細長く伸びていて、前後方向に小間隔をあけて多数形成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の取付け例について、図１、図２を参照しつつ説明する。まず、図２に示すように、バッテリトレイ２５に係止孔２５ａが形成されて、この係止孔２５ａに対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の下面に形成された下方に伸びる係止突起部２４ｂががたつきなく嵌合されている。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、取付けブラケット３０を介して、サスペンションタワー部２４に固定されている。取付けブラケット３０のＤＣ／ＤＣコンバータ２４への固定用となる固定具としてのボルトが符号３１で示され、取付けブラケット３０のサスペンションタワー部１４への固定用となる固定具としてのボルトが符号３２で示される。

左側のフロントフレーム１０付近には、サスペンションタワー部１４の直前方位置において、ヒューズボックス１７が配設されている。つまり、電力変換装置２４の車幅方向外側に、サスペンションタワー部１４とヒューズボックス１７とが前後方向に直列に位置されている。

サスペンションタワー部１４は、水平方向の断面形状が、図３に示すように、車幅方向内側に向けて凸となるように略半円弧状とされて、車幅方向内側への突出端となる頂部が符号１４ａで示される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、上記頂部１４ａよりも前方に配設されている。

ヒューズボックス１７は、サスペンションタワー部１４に対して、前後方向から見た正面視で重なるように配設されて、その車幅方向内側の側面位置と、サスペンションタワー部１４の頂部１４ａとは、車幅方向位置がほぼ同一位置となるようにされている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、前後に直列に並んだヒューズボックス１７とサスペンションタワー部１４とに対して沿うように並列に配設されている。

以上のような構成において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４がエンジンルーム３内に配設されていることから、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を車室２内に配設した場合に比して、その配線を短くすることができ、この分コストダウンおよび電力損失の低減を図ることができる。オルタネータ２１とキャパシタ２２とが車幅方向に大きく離間されているが、平面視において車幅方向略同一線上に位置するように配設されているので、前後方向にずれて配設する場合に比して、その配線を短くすることができる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４がバッテリ２３に隣接していることは、この両者を接続する配線を短くする上でも好ましいものとなる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の近くにヒューズボックス１７を配設することにより、配線短縮化の上でさらに好ましいものとなる。

高温を嫌うキャパシタ２２を、高温となりやすいエンジン２０やオルタネータ２１から車幅方向に極力離間させて、その冷却を図る上でも好ましいものとなる。勿論、キャパシタ２２は、フロントフレーム１０の前端部付近に位置されているので、エンジンルーム３内に取り入れられた直後の十分に冷たい走行風にさらされることになり、冷却上好ましい配置となる。

平面視において、キャパシタ２２とＤＣ／ＤＣコンバータ２４とが車幅方向にオフセットして配置されることにより、キャパシタ２２付近を流れた後の走行風をＤＣ／ＤＣコンバータ２４側に向けてスムーズに流れるようにする上で好ましいものとなる。

それぞれ高温をきらうバッテリ２３とＤＣ／ＤＣコンバータ２４とを１つのセット体としてまとめて配置することができると共に、車体への組付性向上の上でも好ましいものとなる。勿論、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、高温となりやすいエンジン２０やオルタネータ２１に対して大きく離間した位置に配設されているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の熱害防止の上でより好ましいものとなる。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。蓄電装置としては、キャパシタ２２に限らず、例えばリチウムイオン電池等の高容量の二次電池とすることもできる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを有する車両用として好適である。

１：ダッシュパネル
２：車室
３：エンジンルーム
１０：フロントフレーム
１４：サスペンションタワー部
１４ａ：頂部（車幅方向内側への突出端部）
１７：ヒューズボックス
２０：エンジン
２１：オルタネータ（発電機）
２２：キャパシタ（蓄電装置）
２３：バッテリ
２４：ＤＣ／ＤＣコンバータ
２４ａ：冷却フィン
２５：バッテリトレイ
３０：ブラケット
３１：ボルト（固定具）
３２：ボルト（固定具）
５０：電気負荷

Claims (3)

1. ダッシュパネルによって車室と仕切られたエンジンルーム内に、エンジンと、該エンジンにより駆動される発電機と、該発電機により発電された電力を蓄電する蓄電装置と、該蓄電装置からの電力を変換する電力変換装置と、該電力変換装置を介して前記発電機または前記蓄電装置の少なくとも一方から電力が供給されるバッテリと、が配設され、
   前記電力変換装置が、前記バッテリのうち前記エンジンとは車幅方向反対側となる側面に沿って配設され、
   前記電力変換装置付近で該電力変換装置の車幅方向外側に、サスペンションタワー部と該サスペンションタワー部の前方においてヒューズボックスとが配設されている、
   ことを特徴とする車両の電装品配置構造。
2. 請求項１において、
   前記サスペンションタワー部は、その水平方向の断面形状が車幅方向内方側に向けて凸となるように略半円弧状とされており、
   前記電力変換装置は、前記サスペンションタワー部のうち車幅方向内方側に向けてもっとも突出した頂部よりも前方に配設されている、
   ことを特徴とする車両の電装品配置構造。
3. 請求項１又は２において、
   前記蓄電装置、前記バッテリおよび前記電力変換装置は、平面視において、前後方向に伸びる左右一対のフロントフレームのうち一方のフロントフレームの近くに配設され、
   前記蓄電装置は、前記一方のフロントフレームの車幅方向外側に配設され、
   前記電力変換装置は、前記蓄電装置の後方に配設されると共に、正面視で前記蓄電装置と重ならないように該蓄電装置よりも車幅方向内側に配設されている、
   ことを特徴とする車両の電装品配置構造。
   

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